이 글은 김영한님의 스프링 핵심 원리 - 기본편 강의를 수강하고 정리한 내용입니다.
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📌 1. 스프링 컨테이너

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//스프링 컨테이너 생성
ApplicationContext applicationContext = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);

• ApplicationContext를 스프링 컨테이너라고 한다.

• ApplicationContext는 인터페이스이며 위 코드에선 AnnotationConfigApplicationContext를 구현체로 선택했다.
  어노테이션 기반의 자바 설정 클래스로 스프링 컨테이너를 만든 것이다.

참고: 더 정확히는 스프링 컨테이너를 부를 때 BeanFactory , ApplicationContext로 구분해서 이야기한다.
BeanFactory 를 직접 사용하는 경우는 거의 없으므로 일반적으로 ApplicationContext를 스프링 컨테이너라 한다.

1) 스프링 컨테이너의 생성 과정

1. 스프링 컨테이너 생성

• new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class)

  • 스프링 컨테이너가 생성된다.

  • 스프링 컨테이너 안에는 스프링 빈 저장소라는 것이 있다.

    • key는 빈 이름, value는 빈 객체

• 위 코드처럼 스프링 컨테이너를 생성할 때는 구성 정보를 지정해주어야 한다.

  • 여기선 AppConfig.class를 지정했다.

2. 스프링 빈 등록

• 구성 정보로 넘겨준 AppConfig.class에 등록된 Bean을 모두 호출해서
  메소드명을 빈 이름, 반환 되는 객체를 빈 객체로 등록한다.

  • 빈 이름은 직접 부여할 수도 있다.
    @Bean(name = "memberService2")

❗주의: 빈 이름은 항상 다른 이름을 부여해야 한다.❗
같은 이름을 부여하면 다른 빈이 무시되거나 기존 빈을 덮어버리거나 설정에 따라 오류가 발생한다.
-> 그냥 빈 이름은 항상 다르게 부여하자

3. 스프링 빈 의존관계 설정

• 스프링 컨테이너는 설정 정보를 참고해서 의존관계를 주입(DI)한다.

  • memberService는 memberRepository 메소드를 호출하므로 memberRepository 에 의존하고 있다.

  • orderService는 memberRepository와 discountPolicy 를 호출하므로 둘 다 의존하고 있다.

• 그냥 단순히 자바 코드를 호출하는 것처럼 보이지만, 차이가 있다.
  -> 싱글톤 컨테이너에서 설명

• 위 예제는 스프링이 memberService를 빈으로 등록할 때 memberService 내부에서 memberRepository를 호출한다.
  • 빈 생성 과정과 의존관계 주입이 한꺼번에 이루어지게 된다.
  • 하지만 스프링은 빈을 생성하고, 의존관계를 주입하는 단계가 나뉘어져 있다.
    이 부분은 뒤에 싱글톤 컨테이너에서 다시 설명한다.

2) 컨테이너에 등록된 모든 빈 조회

이제 스프링 컨테이너에 스프링 빈들이 잘 등록되어 있는지 직접 조회해 보자.

• 모든 빈 출력하기

@Test
@DisplayName("모든 빈 출력하기")
void findAllBean() {
    String[] beanDefinitionNames = ac.getBeanDefinitionNames();

    for (String beanDefinitionName : beanDefinitionNames) {
        Object bean = ac.getBean(beanDefinitionName);
        System.out.println("name = " + beanDefinitionName + ", object = " + bean);
    }
}

• 스프링에 등록된 모든 빈을 전부 출력한다.

  • ac.getBeanDefinitionNames() : 스프링에 등록된 모든 빈 이름을 조회한다.
    ac.getBean() : 빈 이름으로 빈 객체(인스턴스)를 조회한다.

내가 등록한 빈뿐만 아니라 스프링 내부에서 사용하는 빈까지 모두 출력이 되었다.

• 애플리케이션 빈 출력하기

@Test
@DisplayName("애플리케이션 빈 출력하기")
void findApplicationBean() {
    String[] beanDefinitionNames = ac.getBeanDefinitionNames();

    for (String beanDefinitionName : beanDefinitionNames) {
        BeanDefinition beanDefinition = ac.getBeanDefinition(beanDefinitionName);

        // Role ROLE_APPLICATION : 직접 등록한 애플리케이션 빈
        // Role ROLE_INFRASTRUCTURE : 스프링이 내부에서 사용하는 빈
        if (beanDefinition.getRole() == beanDefinition.ROLE_APPLICATION) {
            Object bean = ac.getBean(beanDefinitionName);
            System.out.println("name = " + beanDefinitionName + ", object = " + bean);
        }
    }
}

• 내가 등록한 빈만 출력한다.

• 스프링이 내부에서 사용하는 빈은 getRole()로 구분이 가능하다.

  • ROLE_APPLICATION : 일반적으로 사용자가 정의한 빈
  • ROLE_INFRASTRUCTURE : 스프링이 내부에서 사용하는 빈

• 내가 등록한 빈만 출력되었다.

💡 구성 정보로 넘겨준 AppConfig도 스프링 빈에 자동으로 등록된다. 💡

3) 스프링 빈 조회

3-1 기본

스프링 컨테이너에서 스프링 빈을 찾는 가장 기본적인 조회 방법

@Test
@DisplayName("빈 이름으로 조회")
void findBeanByName() {
    MemberService memberService = ac.getBean("memberService", MemberService.class);

    assertThat(memberService).isInstanceOf(MemberServiceImpl.class);
}

@Test
@DisplayName("구체 타입으로 조회")
void findBeanByName2() {
    MemberService memberService = ac.getBean("memberService", MemberServiceImpl.class);

    assertThat(memberService).isInstanceOf(MemberServiceImpl.class);
}

@Test
@DisplayName("이름 없이 타입으로만 조회")
void findBeanByType() {
    MemberService memberService = ac.getBean(MemberService.class);

    assertThat(memberService).isInstanceOf(MemberServiceImpl.class);
}

// 실패 테스트
@Test
@DisplayName("빈 이름으로 조회X")
void findBeanByNameX() {
    // ac.getBean("xxxxx", MemberService.class);
    assertThrows(NoSuchBeanDefinitionException.class,
    () -> ac.getBean("xxxxx", MemberService.class));
}

• ac.getBean(빈이름, 타입)

• ac.getBean(타입)

• 조회 대상 스프링 빈이 없으면 예외 발생

  • NoSuchBeanDefinitionException: No bean named 'xxxxx' available

• 구체 타입으로 조회하면 변경 시 유연성이 떨어지기 때문에 인터페이스 타입으로 조회하는 것이 좋다.
  • 항상 역할과 구현을 구분해야하며 역할에 의존하도록 설계하자.

3-2 동일한 타입이 둘 이상

• 타입으로 조회시 같은 타입의 스프링 빈이 둘 이상이면 오류가 발생한다.

  • 이때는 빈 이름을 지정하자.

• ac.getBeansOfType() 을 사용하면 해당 타입의 모든 빈을 조회할 수 있다.
  
  

AnnotationConfigApplicationContext ac = new AnnotationConfigApplicationContext(SameBeanConfig.class);

@Test
@DisplayName("타입으로 조회시 같은 타입이 둘 이상 있으면, 중복 오류가 발생한다.")
void findBeanByTypeDuplicate() {
    // MemberRepository bean = ac.getBean(MemberRepository.class);

    assertThrows(NoUniqueBeanDefinitionException.class,
            () -> ac.getBean(MemberRepository.class));
}

@Configuration
static class SameBeanConfig {
    @Bean
    public MemberRepository memberRepository1() {
        return new MemoryMemberRepository();
    }

    @Bean
    public MemberRepository memberRepository2() {
        return new MemoryMemberRepository();
    }
}

• 스프링 입장에서 MemberRepository 타입으로 등록된 빈이 두 개가 있는데 둘 중에 어떤 것을 반환해주어야 할지 모른다.

  • NoUniqueBeanDefinitionException 에러 발생

• getBean() 메소드에 타입뿐만 아니라 빈 이름까지 넘겨주어 해결한다.
  
  

  특정 타입의 빈 하나만 조회하는게 아니라 모두 조회하고 싶은데..

• 그럴땐 getBeansOfType() 을 사용하면 된다. (반환 타입은 Map)

@Test
@DisplayName("특정 타입을 모두 조회하기")
void findAllBeanByType() {
	Map<String, MemberRepository> beansOfType = ac.getBeansOfType(MemberRepository.class);

	for (String key : beansOfType.keySet()) {
		System.out.println("key = " + key + ", value = " + beansOfType.get(key));
	}

	System.out.println();
	System.out.println("beansOfType = " + beansOfType);
	assertThat(beansOfType.size()).isEqualTo(2);
}

출력 결과

key = memberRepository1 value = hello.core.member.MemoryMemberRepository@3c9bfddc
key = memberRepository2 value = hello.core.member.MemoryMemberRepository@1a9c38eb

beansOfType = {memberRepository1=hello.core.member.MemoryMemberRepository@3c9bfddc, memberRepository2=hello.core.member.MemoryMemberRepository@1a9c38eb}

특정 타입 빈을 모두 조회하는 방법은 나중에 @Autowired 같이 자동으로 의존관계를 주입할 때 이런 기능이 적용되기 때문에 설명한 것

3-3 ❗ 상속 관계 조회 ❗

이 부분이 중요하다!

• 부모 타입으로 빈을 조회하면, 자식 타입도 함께 조회한다.

• 그래서 모든 자바 객체의 최고 부모인 Object 타입으로 조회시, 모든 스프링 빈을 조회한다.
  
  

부모 타입 조회 예시 테스트 코드

AnnotationConfigApplicationContext ac = new AnnotationConfigApplicationContext(TestConfig.class);

@Test
@DisplayName("부모 타입으로 조회시, 자식이 둘 이상 있으면, 중복 오류가 발생한다.")
void findBeanByParentTypeDuplicate() {
//        DiscountPolicy bean = ac.getBean(DiscountPolicy.class);

    assertThrows(NoUniqueBeanDefinitionException.class,
            () -> ac.getBean(DiscountPolicy.class));
}

@Test
@DisplayName("부모 타입으로 조회시, 자식이 둘 이상 있으면, 빈 이름을 지정하면 된다.")
void findBeanByParentTypeBeanName() {
    DiscountPolicy rateDiscountPolicy = ac.getBean("rateDiscountPolicy", DiscountPolicy.class);

    assertThat(rateDiscountPolicy).isInstanceOf(RateDiscountPolicy.class);
}

@Test
@DisplayName("특정 하위 타입으로 조회")
void findBeanBySubType() {
    RateDiscountPolicy bean = ac.getBean(RateDiscountPolicy.class);

    assertThat(bean).isInstanceOf(RateDiscountPolicy.class);
}

@Test
@DisplayName("부모 타입으로 모두 조회하기")
void findByBeanByParentType() {
    Map<String, DiscountPolicy> beansOfType = ac.getBeansOfType(DiscountPolicy.class);

    for (String key : beansOfType.keySet()) {
        System.out.println("key = " + key + " value=" + beansOfType.get(key));
    }

    assertThat(beansOfType.size()).isEqualTo(2);
}

@Configuration
static class TestConfig {
    @Bean
    public DiscountPolicy rateDiscountPolicy() {
        return new RateDiscountPolicy();
    }

    @Bean
    public DiscountPolicy fixDiscountPolicy() {
        return new FixDiscountPolicy();
    }
}

• 부모 타입 조회시 자식 타입도 모두 조회된다는 개념만 알면 앞서 살펴본 조회 방식과 별반 다르지 않다.
  
  

여기까지 조회하는 기본적인 방법들을 모두 살펴보았다.

사실 몇 가지 기능이 더 있지만 이정도만 알아두면 된다.

• 실제로 ApplicationContext에서 빈을 조회하는 일은 많지 않다.
• 나중에 자동 의존관계 주입을 이해하려면 이정도만 알아두면 된다.

📌 2. BeanFactory와 ApplicationContext

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1) BeanFactory

• 스프링 컨테이너의 최상위 인터페이스다.

• 스프링 빈을 관리하고 조회하는 역할을 담당한다.

• getBean() 을 제공한다.

• 지금까지 이 글에서 사용했던 대부분의 기능은 BeanFactory가 제공하는 기능이다.

2) ApplicationContext

• BeanFactory 기능을 모두 상속받아서 제공한다.

• 애플리케이션을 개발할 때는 빈을 관리하고 조회하는 기능은 물론이고, 수 많은 부가기능이 필요하다.

ApplicationContext가 제공하는 부가기능

• 메시지소스를 활용한 국제화 기능

  • 한국에서 들어오면 한국어로, 영어권에서 들어오면 영어 등 알맞은 언어로 출력

    • 예를 들어 한국, 영어권 파일을 따로 분리해 적절한 언어로 메시지를 출력한다.

• 환경변수

  • 개발할 때는 크게 로컬, 개발, 운영 환경으로 나뉜다.

  • 로컬, 개발, 운영 등을 구분해서 처리

    • 예를 들어 환경별로 DB 연결을 다르게 하는데, 어떤 DB에 연결할지 처리해준다.

• 애플리케이션 이벤트

  • 이벤트를 발행하고 구독하는 모델을 편리하게 지원

• 편리한 리소스 조회

  • 파일, 클래스패스, 외부 등에서 파일 같은 것을 읽어들여 사용할 때 편리하게 사용할 수 있도록 해준다.

3) 정리

• ApplicationContext는 BeanFactory의 기능을 상속받는다.

• ApplicationContext는 빈 관리기능 + 편리한 부가 기능을 제공한다.

• BeanFactory를 직접 사용할 일은 거의 없다. 부가기능이 포함된 ApplicationContext를 사용한다.

• BeanFactory나 ApplicationContext를 스프링 컨테이너라 한다.

📌 3. 다양한 설정 형식 지원 - 자바 코드, XML

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지금까지는 자바 코드로 설정을 했는데 스프링 컨테이너는 다양한 형식의 설정 정보를 받을 수 있도록 유연하게 설계되어 있다.

• 자바 코드, XML, Groovy 등등

1) 어노테이션 기반 자바 코드 설정 사용

• 지금까지 사용했던 것이다.

• AnnotationConfigApplicationContext 클래스를 사용하면서 자바 코드로된 설정 정보를 넘기면 된다.

2) XML 설정 사용

• 최근에는 스프링 부트를 많이 사용하면서 XML 기반의 설정은 잘 사용하지 않는다.

• 많은 레거시 프로젝트들이 XML로 되어 있고, 컴파일 없이 빈 설정 정보를 변경할 수 있는 장점도 있으므로 한번쯤 배워두는 것도 괜찮다.

• GenericXmlApplicationContext 를 사용하면서 xml 설정 파일을 넘기면 된다.
  
  

3) XML 기반 사용 예시

테스트 코드

@Test
@DisplayName("XML 기반 간단한 빈 조회")
void xmlAppContext() {
    ApplicationContext ac = new GenericXmlApplicationContext("appConfig.xml");

    MemberService memberService = ac.getBean("memberService", MemberService.class);
    assertThat(memberService).isInstanceOf(MemberService.class);
}

• 조회 방법은 어노테이션 기반이나 xml 기반이나 동일하다.
  
  

XML 파일

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">

    <bean id="memberService" class="hello.core.member.MemberServiceImpl">
        <constructor-arg name="memberRepository" ref="memberRepository"/>
    </bean>

    <bean id="orderService" class="hello.core.order.OrderServiceImpl">
        <constructor-arg name="memberRepository" ref="memberRepository"/>
        <constructor-arg name="discountPolicy" ref="discountPolicy"/>
    </bean>

    <bean id="memberRepository" class="hello.core.member.MemoryMemberRepository"/>
    <bean id="discountPolicy" class="hello.core.discount.RateDiscountPolicy"/>

</beans>

• AppConfig 클래스와 거의 같은 설정이다.

📌 스프링 빈 설정 메타 정보 - BeanDefinition

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1) BeanDefinition이란?

xml도 지원하고 Java도 지원하고..
위에 xml 기반 예제 코드를 보면 스프링 컨테이너 구현체만 다를뿐, 나머지 코드는 똑같네?
❓ 스프링은 어떻게 이런 다양한 설정 형식을 지원할 수 있는거지? ❓

-> 그 중심에는 BeanDefinition이라는 추상화(인터페이스)가 있다.

• 💡 쉽게 이야기해서 역할과 구현을 개념적으로 나눈 것이다!

  • XML을 읽어서 BeanDefinition을 만들면 된다.

  • 자바 코드를 읽어서 BeanDefinition을 만들면 된다.

  • 스프링 컨테이너는 자바 코드인지, XML인지 몰라도 된다. 오직 BeanDefinition만 알면 된다.

• BeanDefinition 을 빈 설정 메타정보라 한다.

• @Bean , <bean> 당 각각 하나씩 메타정보가 생성된다.

• 스프링 컨테이너는 이 메타정보를 기반으로 스프링 빈을 생성한다.

• 스프링 컨테이너는 BeanDeifinition에만 의존한다.
  -> 추상화에만 의존하도록 잘 설계되어 있음

• AnnotationConfigApplicationContext 는 AnnotatedBeanDefinitionReader 를 사용해서 AppConfig.class 를 읽고 BeanDefinition 을 생성한다.

• GenericXmlApplicationContext 는 XmlBeanDefinitionReader 를 사용해서 appConfig.xml 설정 정보를 읽고 BeanDefinition 을 생성한다.

• 새로운 형식의 설정 정보가 추가되면, XxxBeanDefinitionReader를 만들어서 BeanDefinition 을 생성하면 된다.

• 위 코드는 실제 AnnotationConfigApplicationContext의 코드 일부분이다. AnnotatedBeanDefinitionReader를 사용하는 것을 볼 수 있다.

2) BeanDefinition의 메타정보

AnnotationConfigApplicationContext ac = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);

@Test
@DisplayName("빈 설정 메타정보 확인")
void findApplicationBean() {
    String[] beanDefinitionNames = ac.getBeanDefinitionNames();

    for (String beanDefinitionName : beanDefinitionNames) {
        BeanDefinition beanDefinition = ac.getBeanDefinition(beanDefinitionName);

        if (beanDefinition.getRole() == BeanDefinition.ROLE_APPLICATION) {
            System.out.println("beanDefinitionName = " + beanDefinitionName + ", beanDefinition = " + beanDefinition);
        }
    }
}

• ac를 ApplicationContext 타입으로 선언하면 getBeanDefinition() 을 사용할 수 없다.

실제로 사용하는 입장에서는 BeanDefinition을 뽑아서 사용할 일은 거의 없다.
그래서 ApplicationContext에는 getBeanDefinition() 같은 복잡한 메소드들이 정의되어 있지 않다.

출력결과

beanDefinitionName = appConfig, beanDefinition = Generic bean: class [hello.core.AppConfig$$EnhancerBySpringCGLIB$$d6ae189e]; scope=singleton; abstract=false; lazyInit=null; autowireMode=0; dependencyCheck=0; autowireCandidate=true; primary=false; factoryBeanName=null; factoryMethodName=null; initMethodName=null; destroyMethodName=null
beanDefinitionName = memberService, beanDefinition = Root bean: class [null]; scope=; abstract=false; lazyInit=null; autowireMode=3; dependencyCheck=0; autowireCandidate=true; primary=false; factoryBeanName=appConfig; factoryMethodName=memberService; initMethodName=null; destroyMethodName=(inferred); defined in hello.core.AppConfig
beanDefinitionName = orderService, beanDefinition = Root bean: class [null]; scope=; abstract=false; lazyInit=null; autowireMode=3; dependencyCheck=0; autowireCandidate=true; primary=false; factoryBeanName=appConfig; factoryMethodName=orderService; initMethodName=null; destroyMethodName=(inferred); defined in hello.core.AppConfig
beanDefinitionName = memberRepository, beanDefinition = Root bean: class [null]; scope=; abstract=false; lazyInit=null; autowireMode=3; dependencyCheck=0; autowireCandidate=true; primary=false; factoryBeanName=appConfig; factoryMethodName=memberRepository; initMethodName=null; destroyMethodName=(inferred); defined in hello.core.AppConfig
beanDefinitionName = discountPolicy, beanDefinition = Root bean: class [null]; scope=; abstract=false; lazyInit=null; autowireMode=3; dependencyCheck=0; autowireCandidate=true; primary=false; factoryBeanName=appConfig; factoryMethodName=discountPolicy; initMethodName=null; destroyMethodName=(inferred); defined in hello.core.AppConfig

상당히 길다..

• BeanClassName : 생성할 빈의 클래스 명 (자바 설정처럼 팩토리 역할의 빈을 사용하면 없음, 위 코드에서도 없다.)

• factoryBeanName : 팩토리 역할의 빈을 사용할 경우 이름, 예) appConfig

• factoryMethodName : 빈을 생성할 팩토리 메서드 지정, 예) memberService

• Scope : 싱글톤 (기본값)

• lazyInit : 스프링 컨테이너를 생성할 때 빈을 생성하는 것이 아니라, 실제 빈을 사용할 때 까지 최대한 생성을 지연처리 하는지 여부

• InitMethodName : 빈을 생성하고, 의존관계를 적용한 뒤에 호출되는 초기화 메서드 명

• DestroyMethodName : 빈의 생명주기가 끝나서 제거하기 직전에 호출되는 메서드 명

• Constructor arguments, Properties : 의존관계 주입에서 사용한다. (자바 설정 처럼 팩토리 역할의
  빈을 사용하면 없음)

이런 메타정보들을 기반으로 인스턴스를 생성한다.
"이런 정보들이 있구나" 정도로만 보고 넘기자.

3) 정리

• BeanDefinition을 직접 생성해서 스프링 컨테이너에 등록할 수도 있다.
  -> 실무에서도 거의 없는 경우이다.

• BeanDefinition에 대해서는 스프링이 다양한 형태의 설정 정보를 BeanDefinition으로 추상화해서 사용하는 것 정도만 이해하면 된다.

• 가끔 스프링 코드나 스프링 관련 오픈 소스의 코드를 볼 때, BeanDefinition 이라는 것이 보일 때가 있다.
  -> 이때 위에서 설명한 메커니즘을 떠올리면 된다.

📌 참고) 자주 쓰는 빈 등록 방식 두 가지

스프링 빈 등록 방식은 여러 가지가 있지만 크게 자주 쓰는 두 가지정도가 있다.

• appConfig.xml처럼 직접 스프링 빈을 스프링 컨테이너에 등록하는 방식

• 팩토리 메소드를 사용하는 방식

  • AppConfig.java를 보면 memberService() 메소드를 호출해 스프링 빈으로 등록하기 때문에 팩토리 메소드를 사용한 방식이다.